深基坑工程施工变形监测分析

深基坑工程施工变形监测分析

肖凡

上海华融工程设计（集团）有限公司，200000

摘要：深基坑工程作为一种综合系统工程，需要包含有勘察、设计、施工以及监测等多项内容。为了确保深基坑工程的施工质量，就需要对其变形状况进行实时有效的监测，我国现阶段的基坑监测技术是以地下变形和表面形变监测为主，巡视监测作为辅助手段；但仍然难以满足现阶段房产行业快速施工的实际发展需求。因此，相关单位就需要对现有的深基坑工程的施工变形监测技术进行不断的优化与完善，并借此来确保整个深基坑工程的施工质量。

关键词：深基坑工程；变形监测；应用

1影响深基坑变形主要因素及控制措施

建筑工程基坑支护结构和周围地表会因基坑开挖而出现变形，对周边建筑、地下管线、构筑物及道路的安全产生严重威胁。尤其部分深基坑工程处于城市市政设施及人员流动密集区域，因此更应严格要求深基坑的变形控制。相关研究指出，基坑变形和以下因素影响有关：①基坑水文、气候、地质及土的各种物理力学指标；②基坑形状、深度及大小等；③基坑所在周边环境，如有无河道沟渠、有无地下工程及周边建筑情况等；④支护结构刚度、类型、入土深度，支撑位置、类型、刚度、预应力及排列方式等；⑤施工方法、施工流程等。基坑围护结构和周围土体失稳变形的原因一般有如下两种情况：①外力的作用破坏了土体中原有的应力平衡，如基坑的开挖使基坑内土方减少，从而改变了土体内原有的应力平衡状况，基坑外土体将对围护结构形成土压力；另外，土中的渗流力或邻近打桩施工扰动等的作用，也都会破坏土体内原有的应力平衡状态。②土的抗剪强度由于受到外界各种因素的影响而降低，导致土体变形，如由于外界气候等自然条件的变化，使土时干时湿、收缩膨胀、冻结、融化等从而使土变松，强度降低等；另外，基坑在开挖施工过程中会不同程度的降低基坑内地下水位，因止水帷幕存在的漏洞或地下渗流，导致基坑外地下水位下降，引起土体的抗剪强度降低，容易造成周围建筑物等失稳。以上述基坑变形因素及变形机理为前提设计科学合理的基坑，同时还要拥有科学的施工方法，可从以下几点控制基坑变形：如合理加强支护结构和支撑刚度，选择合理的支撑排列方式，适当增加围护墙入土深度，参考基坑特点和水文地质条件制定妥善的支护方案，从而减少基坑暴露时间及合理安排施工进度等。

2深基坑变形监测体系布置

深基坑开挖、支护施工中基坑开挖大小和深度与围护墙体变形、基坑施工进度及土体变形有一定的相关性。基坑土体卸载会因不断开挖的基坑导致其基坑底部出现土体隆起现象，甚至还在外侧土压力的作用下发生了水平位移现象，因此基坑变形常常包括围护结构墙体的变形、基坑底部土体隆起及基坑外围土体移动。同时，基坑施工过程中土体水位的变化将直接影响地基的稳定性，需进行监测，以防止围护结构渗漏水引起坑外大量水土向坑内流失。通常制定基坑监测方案会以时空效应理论为前提，但也应充分考虑基坑周边，在一定程度也会受施工影响，进而影响周边建筑物、构筑物和地下管线等，通常认为基坑的影响范围为2倍的基坑开挖深度。基坑监测的内容和布置的监测点要满足工程设计相关要求，并能全面反映施工过程中基坑围护结构变化和周边环境情况，其中所使用的监测仪器、监测方法、监测频率符合相关要求，以便为施工提供精确地数据，更重要是保证监测数据的合法性、公正性和准确性，满足当代信息化施工需求。建筑基坑监测的目的是判断基坑围护工程在施工过程中的安全性，及时预报可能发生的危险或安全隐患，便于及时采取控制措施，防止事故发生。通常，基坑监测工程设置如下项目：桩顶沉降位移监测、周边地下水位监测、深层水平位移监测、周边沉降监测等。

3深基坑工程的监测案例分析

3.1工程概述

本次研究的工程处于城市的繁华地段中，其北侧有一个大型的文化广场，南侧为一高层酒店，基坑呈现为矩形，在基坑的周围还有着相对密集的地下管线。对施工区域的岩土情况进行勘测，发现该场区的地下水受大气降水补给影响，属于潜水类型。水位的高程约为18.06m，并存在有轻微腐蚀钢筋混凝土结构。就该工程的岩土报告进行分析，需要对范围内基坑土层采取相应的加固措施，来确保整个基坑工程的施工安全性。

3.2有限元数值分析

有限元软件作为一种大型的监控软件，在土木工程以及机械制造等多个行业得到了广泛应用。通过有限元软件与CAD软件结合使用的模式，其能够实现数据的交换以及共享，并能够对深基坑的施工变形情况进行实时的监控。在本次计算模型的建立过程中，考虑到周边具备有高层酒店以及文化广场等因素，因此，就减少坡度的模式来对该深基坑的西南角断面和东南角断面进行模拟计算。从而为后续的基坑开挖施工与支护施工提供一定的指导。在对断面进行模拟的过程中，需要借助于二维平面问题系统来进行断面的计算工作，并通过改变坡度的模式来避免出现基坑变化过大的情况；在运用有限元计算模型来进行数值分析时，需要考虑到该基坑的深度与宽度，并在此基础上来进行模拟数值的合理选择。因此，东南角断面的加固结构性比较复杂，可以通过简化计算的模式，并在结合了实时监测数据的基础上来进行有限元数值的分析工作，从而为后续的开挖施工提供一定的指导，并确保该深基坑开挖施工的安全性。

3.3部分监测实施

在对该深基坑周边的地下管线进行监测点的设置过程中，需要对管线的使用年份、类型以及管材性状进行考虑。通常情况下可以直接将监测点布置到管线的接头部位以及弯曲程度比较大的位置。在进行地下管线的检测过程中还需要通过代表性的监测点分析方法来取得一个良好的监测效果。在进行地表竖向位移监测的过程中，需要在监测点的布置过程中充分考虑到各个监测点之间的位置，还需要在具体设置的过程中对基坑每一边的中间位置进行监测剖面的合理设置。在具体监测过程中，也需要考虑到监测点高度这一情况，并在此基础上来就相对变化量对于各个监测点的变化情况进行分析。

就本次深基坑开挖工程的监测结果进行分析，发现周边土地的变形情况比较显著，因此，在具体的施工过程中就需要对该深基坑的基坑支护结构进行加强，然后对周围的土体以及建筑物进行全面的监测，并进行变形特征的探讨与研究，这样才能够对深基坑的具体施工提供一定的指导意义，并确保整个深基坑工程的顺利进行。可以说施工的监测分析时确保工程施工安全性的一个必要手段，其也能够使得深基坑的开挖工作得以顺利进行的一个重要保障。

4结束语

我国关于深基坑工程的变形监测研究起步较晚，再加上没有丰富的工程实践经验，所以深基坑工程的事故发生率较高。文章以具体项目为例分析了深基坑工程施工中变形监测的技术和方法，希望能够具有一定的参考价值。

参考文献

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